晶圆湿法处理装置
技术领域
本实用新型涉及半导体制造领域，特别是涉及一种晶圆湿法处理装置。
背景技术
现代高新材料的芯片(wafer)，例如，精密光学器件、微触发器、微传感器和微电子机械器件等等，其制备过程是在非常洁净条件下进行的，制备过程中芯片上不能有任何污染物，电子工业的大规模集成电路上用的芯片(例如硅)则要求污染物小于lμg/cm2。大规模集成电路芯片的电路以硅为衬底的芯片已经达到20-30层，其线宽为200-70纳米，甚至已经达到了7纳米。在研制这些特殊芯片的工艺过程中，包括氧化、掩模、外延、扩散、布线、离子注入、等离子腐蚀、光刻等总共有几十道工序，而每道工序几乎都有清洗这一工序，所以清洗在整个大规模集成电路生产中起到举足轻重的作用，大约占整个制造过程的1/3工序，但由于芯片表面制备了凹凸不平的电路或者有隧道空洞，常规的清洗已经不能有效去除芯片的污染物。另外，在制备这些特殊芯片的工艺过程中几乎都会用到腐蚀的工艺，而对于一些深邃孔洞的腐蚀，由于孔洞太深孔径过小，腐蚀溶液难以进入孔洞，导致腐蚀效果差，影响产品良率。
因此有必要设计一种晶圆湿法处理装置，可以有效的去除晶圆微细小的加工线条或粗糙表面微孔中的污染物或提高晶圆微细小的加工线条或表面微孔的腐蚀效果。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种晶圆湿法处理装置，用于解决现有技术中常规的清洗工艺不能有效去除芯片的污染物，及常规的腐蚀工艺不能达到理想的腐蚀效果等的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种晶圆湿法处理装置，所述晶圆湿法处理装置至少包括：
密闭的工艺腔室，具有可开合的密闭结构，并且内部设有溶液槽，所述溶液槽对待处理晶圆进行处理，所述待处理晶圆具有微细小的加工线条或深且窄的孔洞；
真空系统，对所述工艺腔室内的压强进行调控和保持，为待处理晶圆创造溶液负压回流条件；
温度控制系统，对所述溶液槽加温并进行温度控制；
传输系统，用于传输待处理晶圆。
可选地，所述溶液槽包括水浴槽或高温不挥发溶液浴槽。
可选地，所述真空系统包括真空泵、真空计、真空度显示仪、气压控制装置、破真空装置，其中，所述真空计设置于所述工艺腔室内，对所述工艺腔室的压强进行监测，所述真空度显示仪对所述真空计所测数据进行显示，所述气压控制装置对所述工艺腔室内的压强进行控制，所述破真空装置用于提高所述工艺腔室内的压强。
可选地，所述真空系统还包括气体流量装置，用于向所述工艺腔室通入气体并对通入气体的流量进行控制，所述气压控制装置为自动气压控制装置。
进一步地，所述气体流量装置包括气体流量计及与所述气体流量计连接的通气装置。
进一步地，所述破真空装置为可开合的真空回流管，设置于所述工艺腔室上。
进一步地，所述温度控制系统包括测温探头、温控装置、温度显示装置及加热装置，其中，所述测温探头设置于所述溶液槽的内部并对所述溶液槽内溶液的温度进行监测，所述温控装置收集所述测温探头所测数据并将该数据反馈至所述加热装置以控制所述加热装置的加热温度至工艺要求，所述加热装置对所述溶液槽进行加热。
可选地，所述传输系统包括机械手臂、待处理晶圆卡塞支架及气缸传动装置，其中，所述机械手臂用于抓取和传输待处理晶圆，所述待处理晶圆卡塞支架用于承载待处理晶圆。
进一步地，所述传输系统设置于所述工艺腔室内。
进一步地，所述晶圆湿法处理装置还包括产品腔室，用于盛放待处理晶圆，且所述产品腔室设置于所述工艺腔室内。
如上所述，本实用新型的晶圆处理装置通过设置真空系统，在其抽真空过程中形成负压将待处理晶圆上微细小的加工线条或深且窄的孔洞中的气体吸出，并在破真空过程中形成正压使溶液槽中的溶液倒灌入微细小的加工线条或深且窄的孔洞中，从而实现对待处理晶圆上的微细小的加工线条或深且窄的孔洞的清洗或腐蚀，大大提高了晶圆清洗的洁净度或大大降低了晶圆腐蚀的尺寸。
附图说明
图1显示为本实用新型的晶圆湿法处理装置的功能框图。
图2显示为本实用新型的晶圆湿法处理装置的真空系统及其与工艺腔室的连接关系进行表示的功能框图。
图3显示为本实用新型的晶圆湿法处理装置的温度控制系统及其与工艺腔室的连接关系进行表示的功能框图。
图4显示为本实用新型的晶圆湿法处理装置的一具体实施例的示意图。
元件标号说明
1 工艺腔室
10密闭结构
11溶液槽
2 真空系统
20真空泵
21真空计
22真空度显示仪
23气压控制装置
24破真空装置
25真空回流管
3 温度控制系统
30测温探头
31温控装置
32温度显示装置
33加热装置
4 传输系统
40机械手臂
41待处理晶圆卡塞支架
42气缸传动装置
5 气体流量装置
50气体流量计
51通气装置
6 产品腔室
7 待处理晶圆
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1所示，本实用新型提供一种晶圆湿法处理装置，所述晶圆湿法处理装置至少包括：
密闭的工艺腔室1，具有可开合的密闭结构10，并且内部设有溶液槽11，所述溶液槽11对待处理晶圆进行处理，所述待处理晶圆具有微细小的加工线条或深且窄的孔洞；
真空系统2，对所述工艺腔室1内的压强进行调控和保持，为待处理晶圆创造溶液负压回流条件；
温度控制系统3，对所述溶液槽11加温并进行温度控制；
传输系统4，用于传输待处理晶圆。
这里需要说明的是，所述密闭结构10可采用现有任何可开合的结构，只要所述密闭结构在打开时可使待处理晶圆输入或输出所述工艺腔室1，在关闭时可保持所述工艺腔室1密封即可，例如所述密闭结构可以设置为可开合的窗口结构或可开合的门结构等，在此不做限制。
作为示例，所述溶液槽11可以选择为任何满足湿法处理的浴槽，例如当需要对待处理晶圆进行水浴处理时，所述溶液槽11选择为水浴槽，当需要对待处理晶圆进行化学溶液处理时，所述溶液槽11可以选择为高温不挥发溶液浴槽或其他适于湿法处理的溶液槽，在此不做限制，可根据不同的湿法处理工艺选择所述溶液槽11的类型。
作为示例，所述传输系统4设置于所述工艺腔室1内。较佳地，所述晶圆湿法处理装置还包括产品腔室6，用于盛放待处理晶圆，且所述产品腔室6也设置于所述工艺腔室1内。将所述传输系统4及所述产品腔室6均设置于所述工艺腔室1中，可进一步缩短晶圆湿法处理装置的湿法处理时间，提高装置的工作效率。
本实用新型的晶圆湿法处理装置的工作过程为：
当所述产品腔室6设置于所述工艺腔室1外部时，打开所述密闭结构10，所述传输系统4从所述产品腔室6中抓取出待处理晶圆，且将待处理晶圆传入所述工艺腔室1中，且最好将待处理晶圆传至所述溶液槽11的上方，当所述产品腔室6设置于所述工艺腔室1内部时，所述传输系统4从所述产品腔室6中抓取出待处理晶圆，且最好将待处理晶圆传至所述溶液槽11的上方；
所述真空系统2对所述工艺腔室1进行抽真空，以使所述工艺腔室1内的压强调控在工艺要求的范围并保持预设的时间，为待处理晶圆创造负压条件，将所述待处理晶圆上的微细小的加工线条中的气体或深且窄的孔洞中的气体吸出；
所述温度控制系统3对所述溶液槽11内的溶液进行加温并进行温度控制，使溶液温度保持在预设温度，所述传输系统4将所述待处理晶圆置入所述溶液槽11中，所述真空系统对所述工艺腔室1中通入空气、氮气或其他合适的气体破真空，使所述工艺腔室1内的压强增大，则所述溶液槽11中的溶液倒灌入所述待处理晶圆中，包括倒灌入所述待处理晶圆上的微细小的加工线条或深且窄的孔洞中，从而完成对所述待处理晶圆上的微细小的加工线条或深且窄的孔洞的清洗或腐蚀；
所述传输系统4将清洗或腐蚀完毕的待处理晶圆从所述溶液槽11中取出并传输至下一道工序。
本实用新型的晶圆处理装置通过设置真空系统，在其抽真空过程中形成负压将待处理晶圆上微细小的加工线条或深且窄的孔洞中的气体吸出，并在破真空过程中形成正压使溶液槽中的溶液倒灌入微细小的加工线条或深且窄的孔洞中，从而实现对待处理晶圆上的微细小的加工线条或深且窄的孔洞的清洗或腐蚀，大大提高了晶圆清洗的洁净度或大大降低了晶圆腐蚀的尺寸。
如图2所示，作为示例，所述真空系统2包括真空泵20、真空计21、真空度显示仪22、气压控制装置23、破真空装置24，其中，所述真空计21设置于所述工艺腔室1内，对所述工艺腔室1的压强进行监测，所述真空度显示仪22对所述真空计21所测数据进行显示，所述气压控制装置23对所述工艺腔室1内的压强进行控制，所述破真空装置24用于提高所述工艺腔室1内的压强。
所述真空系统2的工作过程为，当需要抽真空时，所述真空泵20对所述工艺腔室1进行抽真空，所述真空计21实时监测所述工艺腔室内1的压强并显示在所述真空度显示仪22上，所述气压控制装置23根据所述真空度显示仪22上显示的压强以及其中预设的压强调节所述真空泵20的真空抽取情况，至所述工艺腔室1的压强达到预设压强，所述真空泵20停止抽真空，当需要破真空时，所述破真空装置24打开，向所述工艺腔室1中通入适合的气体，时所述工艺腔室1内的压强提高。
较佳地，所述气压控制装置23为自动气压控制装置(简称APC)，所述真空系统2还包括气体流量装置5，用于向所述工艺腔室1通入气体并对通入气体的流量进行控制。由于自动气压控制装置是通过蝶阀开度来控制抽真空的速度，所以工艺腔室内的压强不容易控制，所以设置气体流量装置与自动气压控制装置协同控制工艺腔室内的压强，可以进一步对工艺腔室内的压强进行精确控制。更优地，所述气体流量装置5包括气体流量计50及与所述气体流量计50连接的通气装置51。
如图3所示，作为示例，所述温度控制系统3包括测温探头30、温控装置31、温度显示装置32及加热装置33，其中，所述测温探头30设置于所述溶液槽11的内部并对所述溶液槽11内溶液的温度进行监测，所述温控装置31收集所述测温探头30所测数据并将该数据反馈至所述加热装置33以控制所述加热装置33的加热温度至工艺要求，所述加热装置33对所述溶液槽11进行加热。较佳地，所述温度显示装置32及所述真空度显示仪22可以集成在一块显示装置中。
如图4所示，下面结合一具体实施例描述本实用新型的工作过程：
打开所述密闭结构10，所述传输系统4的气缸传动装置42工作使所述传输系统4的机械手臂40运动至所述产品腔室6中并抓取出待处理晶圆7置于所述传输系统4的待处理晶圆卡塞支架41上，且将待处理晶圆7传入所述工艺腔室1中，且最好将待处理晶圆7传至所述溶液槽11的上方静止；
所述真空系统2对所述工艺腔室1进行抽真空，以使所述工艺腔室1内的压强调控在工艺要求的范围并保持预设的时间，为待处理晶圆创造负压条件，将所述待处理晶圆上的微细小的加工线条中的气体或深且窄的孔洞中的气体吸出；
所述温度控制系统3的加热装置33对所述溶液槽11内的溶液进行加温并进行温度控制，使溶液温度保持在预设温度，所述机械手臂40将所述待处理晶圆7置入所述溶液槽11中，打开所述真空系统2中的所述破真空装置24，本实施例中所述破真空装置24为可开合的真空回流管25，设置于所述工艺腔室1上，通过所述真空回流管25对所述工艺腔室1中通入空气、氮气或其他合适的气体破真空，使所述工艺腔室1内的压强增大，则所述溶液槽11中的溶液倒灌入所述待处理晶圆7中，包括倒灌入所述待处理晶圆7上的微细小的加工线条或深且窄的孔洞中，从而完成对所述待处理晶圆7上的微细小的加工线条或深且窄的孔洞的清洗或腐蚀；
所述传机械手臂40将清洗或腐蚀完毕的待处理晶圆7从所述溶液槽11中取出并传输至下一道工序。
综上所述，本实用新型的晶圆处理装置通过设置真空系统，在其抽真空过程中形成负压将待处理晶圆上微细小的加工线条或深且窄的孔洞中的气体吸出，并在破真空过程中形成正压使溶液槽中的溶液倒灌入微细小的加工线条或深且窄的孔洞中，从而实现对待处理晶圆上的微细小的加工线条或深且窄的孔洞的清洗或腐蚀，大大提高了晶圆清洗的洁净度或大大降低了晶圆腐蚀的尺寸。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
